(57)【要約】【課題】正帯電型非磁性一成分トナーを用いたクリーナレス方式の画像形成装置において、転写後の感光ドラム表面からできるかぎり紙粉のみを選択的に効率よく除去して、紙粉に起因するトナー散りによる画像不良を少なくすることによって、現像装置または現像ユニットの交換に至るまでの寿命を延ばすことのできるプロセスユニットの提供。【解決手段】非磁性一成分正帯電トナー１２を用いるクリーナレス現像方式であって、感光ドラム６の外周面近傍に配置される帯電、露光、現像、転写、紙粉除去の各機能を奏する電子写真プロセス部材のうち、少なくとも感光ドラムと紙粉除去部材を含むプロセスユニットにおいて、前記紙粉除去部材は、電子写真プロセス動作時に対向する前記感光ドラム６の表面電位に対して放電を起こさない範囲の電位差を有すると共に、感光ドラムとの離間距離が０以上にされているプロセスユニットとする。【選択図】     図１
2005300622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性一成分正帯電トナーを用いるクリーナレス現像方式であって、感光ドラムの外周面近傍に配置される帯電、露光、現像、転写、紙粉除去の各機能を奏する電子写真プロセス部材のうち、少なくとも感光ドラムと紙粉除去部材を含むプロセスユニットにおいて、前記紙粉除去部材は、電子写真プロセス動作時に対向する前記感光ドラムの表面電位に対して放電を起こさない範囲の正の電位差を有すると共に、感光ドラムとの離間距離が０以上にされていることを特徴とするプロセスユニット。
【請求項２】
紙粉除去部材には対向する感光ドラムの表面電位より高い直流電圧に交流電圧が重畳されて印加されることを特徴とする請求項１記載のプロセスユニット。
【請求項３】
交流重畳電圧が矩形波、三角波、サインカーブ波形のいずれかであることを特徴とする請求項２記載のプロセスユニット。
【請求項４】
非磁性一成分正帯電トナーを用いるクリーナレス現像方式であって、感光ドラムの外周面近傍には少なくとも帯電、露光、現像、転写、紙粉除去の各機能を奏する電子写真プロセス部材が、この順に、前記各機能を奏するように前記ドラム表面に対向配置され、定着プロセスを経て画像を出力する画像形成装置において、少なくとも感光ドラムと紙粉除去部材を含む電子写真プロセス部材が請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロセスユニットにされていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタや複写機に代表される電子写真方式の画像形成装置、特に多様な環境下での繰り返し使用時の高画質安定性に優れるプロセスユニットおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式を利用した画像形成装置は、像担持体である感光体と、この感光体の外周面に近接配置され、この感光体表面を均一に帯電させる帯電装置と、前記感光体表面に目的の画像に対応する静電潜像を書き込む露光装置と、この静電潜像にトナーを付着させて現像することによりトナー像を作る現像装置と、このトナー像を転写紙に転写させる転写装置等を備える。さらにこの転写紙上のトナーを転写紙に融着させ固着する定着装置を経て画像が記録された紙として出力する機能を有する。前記各電子写真プロセス部材は、たとえば、ドラムユニットと現像ユニット等の各プロセスユニット内およびその周辺部に纏められて配設されることにより、修理や部品交換の際の取り付け、取り外し作業を容易にしている。前記プロセスユニットを構成する電子写真プロセス部材としては、前記ドラムユニットや現像ユニットのように一部のプロセス部材をまとめたものがあり、すべてのプロセス部材をまとめたものもあり、必ずしも定まっていない。プロセスユニットはそれらのいずれかをあらわす上位概念的な総称である。
【０００３】
このような画像形成装置において像担持体としての機能を有する感光体は、大型装置、高速機における使用がメインであるセレン系およびアモルファスシリコン等の無機系感光体を除き、低コスト、良好な安定性、豊富な材料および装置設計に対するマッチングの容易性等の多くの利点を有する有機光導電性材料を用いて感光層を形成した有機感光体が主流になっている。
【０００４】
有機感光体は、前記無機系感光体が通常、正帯電型の感光体であることに対し、負帯電型の感光体が一般的であるため、有機感光体を用いた画像形成装置もまた負帯電現像方式が一般的である。ところが、最近になって、良好な輸送特性を持つ電子輸送性の有機材料が見つけ出されたことに加えて、正帯電現像方式の利点である、オゾン発生量が少なく、低コストで信頼性の高いスコロトロン帯電装置が使用可能であること、高速、高解像度が可能であること、環境安全性に優れること等が見直されると、正帯電型有機感光体が着目されるようになり、次第に正帯電型有機感光体を用いた正帯電方式による画像形成装置に対する市場からの開発要望が強くなり、増加する状況となってきた。
【０００５】
正帯電現像方式としては、負帯電現像方式と同様に、キャリアとトナーを混合した二成分トナーを現像剤として用いる二成分現像方法と、磁性あるいは非磁性一成分トナーを現像剤として用いる一成分現像方法とが一般的な方法として知られている。中でも装置の小型、低価格化、高画質化、トナーのリサイクル等の点で有利な現像方法として、非磁性一成分のクリーナレス現像方法が知られている。そのため、この方法は特に小型、低価格、高解像度の画像形成装置において、広く用いられている。
【０００６】
前記正帯電現像方式であって、クリーナレス現像方法にかかる画像形成装置として、常に良好な画像を出力するために、トナー転写手段が−５００Ｖ〜−２０００Ｖの電圧を印加されると共に、転写ベルトと被記録媒体を吸着する吸着手段とを備え、特には被記録媒体から紙粉を除去するために、１００〜２０００Ｖの直流電圧に３００〜１５００Ｖの交流電圧を重畳した電圧を印加される紙粉除去手段を備える画像形成装置が知られている（特許文献１−要約）。
【０００７】
前記正帯電現像方式であって、紙粉に起因するフィルミングを防止するために、感光ドラムと等周速で従動回転する紙粉除去弾性ローラを前記ドラムに低い押圧力で接触させる構成を有する画像形成装置が知られている（特許文献２−要約）。
【特許文献１】特開平７−８４４６７号公報
【特許文献２】特開２０００−１８１３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記非磁性一成分正帯電トナーとクリーナレス現像方法とを組み合わせた現像装置についての一般的な問題点としては、やはり現像ユニットの寿命が短いことがあげられるが、未だ充分には解決されていない。前記短寿命の原因は、未転写トナーが現像ユニットに回収され再利用されるが故に、繰り返し印字によって現像装置内部に外添剤や電荷制御剤が剥離したものや砕けたトナー片などの劣化トナーが蓄積され次第に増加していくことにある。そのため、トナーの帯電性や搬送性が悪くなって画質の低下を招き易いことにある。しかも、このことは前述の特許文献１、２に記載の発明によっても基本的には解決されていないのである。
【０００９】
前記クリーナレス現像方式には正帯電型および負帯電型の両プロセスの方式があるが、前述の画質が低下し易いという問題点は、特に正帯電型プロセスであって、さらに加えてスチレン−アクリル共重合樹脂をベースレジンとするトナーを使用する場合に顕著となり易い。前者の正帯電プロセスでの問題点は正帯電トナーを構成するベースレジンとして使用される樹脂材料はすべて本来的に負帯電化し易いことである。すなわち、正帯電トナーは負帯電化し易いベースレジン材料を電荷制御剤により強制的に正帯電化させているので、構造的にも形状的にも接触摩擦等の機械的ダメージあるいは電気化学的ダメージにより電荷制御剤や外添剤がベースレジンから剥がれやすいこと、埋没しやすいこと、あるいは化学的に変質しやすいこと等により、容易に負帯電化するのである。この負帯電トナーの増加と共に、前述のように次第にトナーの帯電性や搬送性が悪くなり、画質が低下するのである。後者のスチレン−アクリル共重合樹脂をベースレジンとするトナーを使用する場合は、ポリエステル樹脂をベースレジンとするトナーに比べて正帯電量の点で優位であって高画質が得られることなどの点で優れているものの、樹脂自体の機械的強度が低いことが問題である。そのためトナーは機械的ダメージを受け易く、前述のように、やはりトナーの負帯電化が起き易く、画像品質が低下するのである。
【００１０】
さらに、前記非磁性一成分正帯電接触現像方式による画像形成装置では、記録用紙から離脱した紙粉が、その成分の一つであるセルロースより帯電系列において、よりマイナスであるため、正帯電された感光ドラム表面の未露光部に電気的に吸着され、ドラムの回転と共に現像器に回収される。現像器内に回収された紙粉は負帯電であって電荷量が多いため、近くの正帯電トナーを引き付けて凝集していても、なお負帯電であることが多い。この凝集した紙粉＋正帯電トナーのかたまりは、感光ドラムの正帯電領域である未露光部に付着し、記録用紙へ転写され、用紙の白紙部におけるトナー散り（散りかぶり）となって画像に現われる。この散りかぶりは繰り返し使用枚数の増加と共にひどくなり画質をさらに低下させる。
【００１１】
このように、正帯電型非磁性一成分のトナーを用いたクリーナレス方式の現像装置または現像ユニットでは、前述のとおり、現像装置の小型化、低価格化、高解像度さらにトナーの有効利用性等の数多くの優れた点を有する一方で、繰り返し使用後に得られる画質の安定性、信頼性には問題がある。この問題を回避するため、実際の装置では、劣化トナーの比率が高くなって画質の低下が目立つようになる前に、おおよそ、当初のトナー量の３分の２程度を消費した時点で、トナーを含む現像装置または現像ユニットを寿命とみなして、新しい物に交換するという方法が多く採られている。このことが正帯電型非磁性一成分クリーナレス方式の現像装置またはユニットの寿命を短くし、ランニングコストの点で不利と言われる所以であった。それだけでなく、廃棄される現像装置またはユニットには相対的に高価といえる現像ローラ、供給ローラなどのように未だ寿命に達していない部品も含まれていた。
【００１２】
前記特許文献１に記載の発明は、同文献１内の図２の説明として００２３段落から００２４段落にかけて記載されるようにトナーを感光ドラムから記録用紙へ転写させる前に予め、この記録用紙から紙粉を除去するために設置される紙粉除去手段へ電圧印加をする発明にかかるものであり、感光ドラム表面に付着した紙粉を除去するものではない。
【００１３】
前記特許文献２に記載の発明は、従来の紙粉除去に起因するフィルミングの発生という問題を解決するものであり、フィルミングの原因となるドラムと紙粉除去ローラとの接触の際の周速差を無くし、押圧力を制限しながら従動回転させることによりドラム表面から紙粉を除去するものであるが、押圧力が強いとやはりフィルミングが発生し、弱いと紙粉除去効率が悪くなりやすく、そのコントロールが極めて難しい。また、ドラム表面から紙粉とともに残留トナーをも同時に除去してしまう比率が高い傾向がある。
【００１４】
本発明は、以上、述べた点に鑑みてなされたものであり、その目的は、正帯電型非磁性一成分トナーを用いたクリーナレス方式のプロセスユニットおよび画像形成装置において、転写後の感光ドラム表面からできるかぎり紙粉のみを選択的に効率よく除去して、紙粉に起因するトナー散りによる画像不良を少なくすることによって、現像装置または現像ユニットの交換に至るまでの寿命を延ばすことのできるプロセスユニットおよび画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
特許請求の範囲の請求項１記載の本発明によれば、非磁性一成分正帯電トナーを用いるクリーナレス現像方式であって、感光ドラムの外周面近傍に配置される帯電、露光、現像、転写、紙粉除去の各機能を奏する電子写真プロセス部材のうち、少なくとも感光ドラムと紙粉除去部材を含むプロセスユニットにおいて、前記紙粉除去部材は、電子写真プロセス動作時に対向する前記感光ドラムの表面電位に対して放電を起こさない範囲の正の電位差を有すると共に、感光ドラムとの離間距離が０以上にされているプロセスユニットにすることにより、前記目的は達成される。
【００１６】
特許請求の範囲の請求項２記載の本発明によれば、紙粉除去部材には対向する感光ドラムの表面電位より高い直流電圧に交流電圧が重畳されて印加される特許請求の範囲の請求項１記載のプロセスユニットとすることが好ましい。
【００１７】
特許請求の範囲の請求項３記載の本発明によれば、交流重畳電圧が矩形波、三角波、サインカーブ波形のいずれかである特許請求の範囲の請求項２記載のプロセスユニットとすることがより好ましい。
【００１８】
特許請求の範囲の請求項４記載の本発明によれば、非磁性一成分正帯電トナーを用いるクリーナレス現像方式であって、感光ドラムの外周面近傍に少なくとも帯電、露光、現像、転写、紙粉除去の各機能を奏する電子写真プロセス部材が、この順に、前記各機能を奏するように前記ドラム表面に対向配置され、定着プロセスを経て画像を出力する画像形成装置において、少なくとも感光ドラムと紙粉除去部材を含む電子写真プロセス部材が特許請求の範囲の請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロセスユニットにされている画像形成装置とすることにより、前記目的は達成される。
【発明の効果】
【００１９】
前記本発明によれば、正帯電型非磁性一成分トナーを用いたクリーナレス方式のプロセスユニットおよび画像形成装置において、転写後の感光ドラム表面からできるかぎり紙粉のみを選択的に効率よく除去して、紙粉に起因するトナー散りによる画像不良を少なくすることによって、現像装置または現像ユニットの交換に至るまでの寿命を延ばすことのできるプロセスユニットおよび画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のプロセスユニットおよび画像形成装置について、図を用いて詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下、説明する実施例に限定されるものではない。図１は本発明にかかるプロセスユニットを含む非磁性一成分正帯電クリーナレス現像方式の画像形成装置の概略断面図である。
【００２１】
正帯電用のトナーは微粒子化する方法で分けると、顔料や染料等の着色剤や電荷制御剤等を溶融させたポリエステル樹脂、スチレン−アクリル共重合体等の各種熱可塑性樹脂などを粉砕した樹脂粉体を母体として、シリカ、アルミナ、酸化チタン微粒子などの外添剤が加えられた粉砕トナーや、着色剤、電荷制御剤等を添加したスチレン、アクリル系等の高分子化合物の単量体を懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法により共重合させて得られる球状のスチレン−アクリル共重合体微粒子を母体として、さらに流動性や帯電性を良くするためのシリカ、酸化チタンなどの微粒子からなる外添剤が加えられた重合トナーなどがある。本発明では前者の粉砕トナーが特に好ましい。
【００２２】
本発明にかかる非磁性一成分粉砕トナーに用いられる結着樹脂としては、通常よく知られており定着性もよい、一般的な熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂等を単独、混合または２種以上の共重合樹脂等を主成分とする樹脂などが挙げられる。特には、スチレン−アクリル共重合樹脂を結着樹脂とすると、同系の共重合樹脂をベースとする電荷制御剤を用いる場合に相溶性に優れトナーの繰り返し使用後に電荷制御剤が離脱することの防止に効果があるので好ましい。たとえば、スチレンアクリル共重合樹脂の場合、トナーの良好な定着性と耐オフセット性の両方を満足させるには、２００〜９００００００の範囲の重量分子量分布を示し、数千の低分子量と数十万の高分子量の両方において、それぞれピーク分布を有する樹脂が好ましい。しかし、スチレン−アクリル共重合樹脂をベースとする粉砕トナーは前記ポリエステル樹脂をベースとするトナーに比べて低価格である点と、より高画質が得られる点で優れているが、トナーの耐久性の点で劣っている。
【００２３】
図１に示す画像形成装置は、現像装置（現像ユニット）１００とドラムユニット２００を現像ローラ４と感光ドラム６とが対向するように組み合わせたところを示す要部断面図である。
【００２４】
現像装置（現像ユニット）１００はトナー容器部１とトナー攪拌翼２と供給ローラ３と現像ローラ４とステンレススチールなどの導電性部材またはさらにその先端にフッ素系樹脂をコーティングしたものからなる層厚規制ブレード５とを備える。供給ローラ３と現像ローラ４と層厚規制ブレード５に印加される直流電圧については、それぞれいわゆる電気回路図記号を用いて図１に示した。供給ローラ３と現像ローラ４にはそれぞれ最適な大きさの正電位が印加される。特に重合トナーでは前記両ローラに同電位が印加されることが好ましい。トナー容器部１は、内部にトナー１２とトナー攪拌器２を備え、トナー１２が凝集しないように攪拌すると共に、供給ローラ３、現像ローラ４側に面した開口部を有し、このトナー容器開口部からトナー１２を供給ローラ３ヘ送り出す機能を有する。トナー攪拌器２は前記トナー容器部１内にあり、前記供給ローラ３、現像ローラ４、層厚規制ブレード５等は前記トナー容器開口部の外側にある。
【００２５】
ドラムユニット２００は感光ドラム６と帯電器７を備える。さらに前記感光ドラム６の外周には該ユニット外の露光装置８、転写装置等９などの電子写真プロセス部材が配置され、その他に定着装置１０等を備えることにより画像形成装置が構成される。前記感光ドラム６としては、正帯電用の単層感光層が形成された感光ドラムが好ましいが、正帯電用であれば、単層感光層でなくともよい。正帯電装置７としては、コロトロン、スコロトロン、帯電ローラ等があるが、低コストで信頼性の高いスコロトロン帯電装置が好ましい。
【００２６】
図１では現像装置（現像ユニット）１００とドラムユニット２００とがそれぞれ分離されたユニットとしたが、現像ユニットとドラムユニットが実質的に一ユニットとして一体化されたものであってもよい。また、図示はしないが、現像装置（現像ユニット）１００中のトナー容器部１を分離して取り外しが可能なトナーカートリッジとしてもよい。
【００２７】
図１の現像装置１００は、感光ドラム６の外周に配置される正帯電装置７、露光装置８、転写装置９、紙粉除去装置１１等と共に電子写真プロセス機能を感光ドラム６の回転と共に順に奏することにより、画像形成が行われ、定着装置１０を介して用紙に記録されて出力される。
【００２８】
トナー１２はスチレン−アクリル共重合樹脂からなるベースレジン微粒子をトナー母材として、この母材表面に電荷制御剤、着色剤、シリカなどが均一に固着されて形成されている。このトナー１２は攪拌器２により供給ローラ３に運ばれ、供給ローラ３の矢印方向（図１）の回転により現像ローラ４との接触部へ搬送され、現像ローラ４側に送られる。
【００２９】
次にトナー１２が現像ローラ４上で、ブレード状金属弾性体（層厚規制部材）５と現像ローラ４との押圧部に達すると、トナー１２は押圧または圧接により現像ローラ４および層厚規制ブレード５から摩擦帯電を受けると共にさらにトナー粒子の二層弱程度の薄層にされた後、図１の矢印方向への回転と共に感光ドラム６の表面にまで搬送され、そこで静電潜像を可視像化する。この現像ローラ４には所定の正の直流電圧が印加され、トナー１２を前記静電潜像における相対的な低電位部である印字部（露光部）に適切に転移させる重要な機能を有している（反転現像の場合）。
【００３０】
供給ローラ３はＡ４用紙用で、直径６ｍｍの金属軸に導電性発泡シリコーン樹脂等のスポンジまたはブラシローラを直径１２ｍｍ〜１８ｍｍの円柱状または円筒状に形成したものからなり、金属軸に前述した直流電圧を印加しながら、図１の矢印で示す方向に回転して、接触する現像ローラ４にトナー１２を送り出す。前記発泡シリコーン樹脂は発泡ウレタン樹脂としてもよい。供給ローラ３の表面は発泡性樹脂の場合、スポンジ状表面特有の凹凸状であるので、形状的にもトナーを搬送し易くなる他、スポンジの弾性力がゴムより小さいため、現像ローラ４との接触部における相互の接触摩擦力を回転可能な大きさに抑えることができるので望ましい。現像ローラ４は供給ローラ３との接触部において、適切な速度差で逆方向となるように矢印方向（図１）に回転するので、現像前のトナー１２は、両ローラの上側で供給ローラ３から現像ローラ４へ送られ、現像後のトナー１２は、現像ローラ４の下側表面上で残留トナーとして供給ローラ３との接触部下部に達すると、供給ローラ３により掻き落とされる。掻き落とされたトナー１２はトナー容器部１に戻り、再度攪拌されて再使用される。
【００３１】
現像ローラ４はＡ４用紙用で、直径６ｍｍの金属軸に直径２０ｍｍになるように導電性処理されたシリコーンゴムを巻き付け、表面にテフロン（登録商標）あるいはウレタンコート処理することにより所望の特性を得ている。直径は１２ｍｍ〜２４ｍｍなどから適宜選択することができる。この現像ローラ４の金属軸にも前述のように供給ローラ３と同電位の正の直流電圧が印加される。
【００３２】
前述のようにして、感光ドラム表面近傍に搬送されてきた正帯電トナーが感光ドラム表面に形成されている静電潜像の低電位部に付着して可視像化（現像）し、このトナー現像部がドラムの回転と共に転写装置９に達すると、感光ドラムと転写装置間に同期して移動してくる記録用紙の裏面側から導電性ゴムローラや導電性ブラシローラ等の転写装置９により印加された負電圧により感光ドラム表面の正帯電トナーは記録用紙に転写される。このとき、感光ドラムと記録用紙とは接触するので、転写されるトナーとは逆に記録用紙上で負帯電化された紙粉が感光ドラム表面に移動する。このため、転写プロセス後の感光ドラム表面上には未転写トナーと紙粉が残っている。
【００３３】
本発明にかかるプロセスユニットおよび画像形成装置では、前述のように感光ドラム上の未転写トナーは次サイクルの現像プロセスにおいて回収され、再利用されるが、紙粉があるとトナーと共に回収されてしまう。紙粉が回収されて現像装置内のトナーに混入すると、紙粉は負帯電性が強いので、他の正帯電トナーを吸着して凝集しやすい。または凝集にまで至らないものでも紙粉は負帯電が強いので、正常な正帯電トナーとは異なり、静電潜像の未露光部（白紙部）に付着して散りかぶりの原因となったり、プロセスユニットの間隙から用紙上に落下して画像汚染の原因になることが多い。このような劣化画像を防ぐためには、できるかぎり感光ドラム表面から紙粉のみを未転写トナー特には正常な正帯電未転写トナーとは分離して除去する必要がある。しかも、感光ドラム表面にフィルミングを発生させないことが重要である。
【００３４】
このような紙粉除去部材として、感光ドラムに接触する紙粉除去弾性ローラを用いると、このローラにより紙粉が感光ドラム表面に擦り付けられるなどのため、感光ドラム表面にフィルミングが発生しやすくなるので、前述の特許文献２に記載のように、感光ドラムと等周速で従動回転する紙粉除去弾性ローラを前記ドラムに低い押圧力で接触させる必要があるが、押圧力が低いと除去効率も低くなるので、除去効率は必ずしも高いとは言えない。
【００３５】
そこで、紙粉除去ローラ（紙粉取りローラ）を用い、感光ドラムとの間に間隙を設けることにより紙粉除去部材に起因するフィルミングを完全に無くし、かつ感光ドラム表面から負帯電の紙粉のみをできるかぎり選択的にジャンプさせて電気的に除去するようにしても、除去効率を低下させないことを目的に、対向する感光ドラム表面の正電位より高い正電圧を紙粉取りローラに印加する実験を行なった。以下、その実験内容について説明する。なお、以下の実験例では紙粉取りローラを用いて説明するが、本発明は紙粉取りブラシローラであってよい。
【００３６】
以下の実験で用いる紙粉取りローラについて説明する。直径５ｍｍ〜６ｍｍのステンレススチールまたはアルミニウム合金からなる金属支持軸に直径１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度に導電性発泡シリコーンゴムを巻き付け、表面材としてウレタンゴムを２ｍｍ程度に被覆したものであり、回転自在に画像形成装置内の感光ドラムの外周近傍の転写装置の下流側にセットされ、支持軸に所定の正電圧が印加される。本発明にかかる紙粉取りローラは感光ドラムに離間するか、または少なくとも押圧力が実質的に無い状態で部分的に接触するだけであるので、ウレタンゴムは必ずしも、従来のようなスポンジではなく硬質の材料であってよい。この紙粉取りローラには、さらに表面に吸着されてきた紙粉を欠き取ってきれいな面を感光ドラム表面側に送るための欠き取り部材を備えることが好ましい。
【００３７】
市販の非磁性一成分正帯電クリーナレス現像方式のプリンターに本発明にかかる紙粉取り装置を備えたプロセスユニットを組み込み、さらに前記プロセスユニット内の紙粉除去装置として、紙粉取りローラと対向する感光ドラムの表面電位との電位差を可変的に設定できると共に、さらに紙粉取りローラの表面と感光ドラム表面との間隙をも可変にしたものを用いて、下記の条件で実験を行なった。
（実験例１）
（紙粉取りローラへの印加電位）−（紙粉取りローラ表面に対向する感光ドラムの表面電位）で表される電位差を−１００Ｖ、０Ｖ、１００Ｖ、２００Ｖ，３００Ｖ、４００Ｖになるように紙粉取りローラへの印加直流電圧を変化させ、さらに、これらの直流電圧にそれぞれ５００Ｈｚ、０．５ｋＶの交流電圧を重畳させた。４００Ｖ以上の電位差を設定しないのは、それ以上の高い電位差の電圧を紙粉取りローラに印加すると、感光ドラム表面に対して有害な放電を起こす危険が高くなるからである。交流電圧は３００Ｈｚ〜１５００Ｈｚであって、０．１ｋＶ〜１．０ｋＶから選択できる。また、交流波形として、矩形波、三角波、サインカーブ波等とすることができる。さらに、紙粉取りローラと感光ドラム間距離を０ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍにして紙粉除去効率と間隙の距離との関係を調べた。前記紙粉取りローラ表面に対向する感光ドラムの表面電位は、実際には感光ドラム表面の場所（パターン）によって転写プロセスにおける転写装置から流れ込む電流の大きさが変化するので、感光ドラムの最大表面電位（未露光部電位）に対応して前記紙粉取りローラへの印加電圧を所定の電位差となるように設定することになる。前述した転写装置から流れ込む電流は感光ドラムから記録用紙へ移るトナーおよび記録用紙を通して流れるので、トナー量すなわち画像濃度および記録用紙の有無によって変化する。たとえば、転写前の感光ドラムの未露光部電位が９００Ｖで、印字現像部（露光部）電位を１００Ｖとすると、転写後にはそれぞれ約３００Ｖ、約５０Ｖ程度に低下する。すなわち、紙粉取りローラに対向する感光ドラムの表面電位は、３００Ｖの未露光部位と５０Ｖの印字部位の混合したものとなる。これらの表面電位のうち、大きい方の表面電位である３００Ｖに対して前記所定の電位差となるように設定された紙粉取りローラについて、前記各印加電圧値に対応して、それぞれ通紙枚数０〜１０００枚における紙粉捕獲量を調べた。さらにＡ４用紙を３万枚通紙して画像出しを行ない、３万枚後の散りかぶり画像を評価した。その結果を表１に示す。
（実験例２）
交流重畳電圧を印加せず、直流電圧印加のみとした他は、実験例１と同様にして、紙粉捕獲量を調べた。その結果を表２に示す。
【００３８】
【表１】
2005300622.tif 000003
【００３９】
【表２】
2005300622.tif 000004
【００４０】
表１から、紙粉取りローラと感光ドラム間の距離にかかわらず、感光ドラムの表面電位より１００Ｖ低い電圧（表１の電位差−１００Ｖ）を紙粉取りローラに印加しても紙粉捕獲量は５ｍｇと少なく、感光ドラムの表面電位と同電位を紙粉取りローラに印加した場合（表１の電位差０Ｖ）も紙粉除去はできるが、紙粉捕獲量が少なく、除去効率があまりよくない。紙粉取りローラと感光ドラム間の電位差を１００Ｖ〜４００Ｖにした場合は、同間隙が０ｍｍ〜１．５ｍｍ、特には０ｍｍ〜１．０ｍｍで極めてよく紙粉除去できることがわかる。前記間隙が２ｍｍになると、前記間隙が０ｍｍ〜１．５ｍｍの場合に比べて、前記電位差を４００Ｖとしても紙粉除去の効率が悪く、実用性のないことがわかる。Ａ４用紙３万枚通紙後の散りかぶり画像についての評価をみると、紙粉捕獲量にほぼ比例して散りかぶりが無くなっていることが分かる。従って、実験例１の条件では、紙粉取りローラと感光ドラム間の距離（間隙）は０ｍｍ〜１．５ｍｍで、紙粉取りローラと感光ドラム間の電位差は０Ｖ以上で、４００Ｖ以下とすることが好ましい。前記間隙０とは現実的には、感光ドラムと除去ローラとが、かすかに、または部分的に接触していてもよいという意味である。両者の押圧力はほとんど０に近いので、フィルミングは発生しない。
【００４１】
表２は、紙粉取りローラへの印加電圧に交流電圧を重畳させない直流電圧印加だけの場合である。この場合は前述と同様に紙粉除去ができるが、交流電圧を重畳させるときと比べて、全般的に紙粉除去効率が低下することがわかる。実験例２の条件でも実験例１と同様に紙粉取りローラと感光ドラム間の距離（間隙）は０ｍｍ〜１．５ｍｍで、紙粉取りローラと感光ドラム間の電位差は０Ｖ以上で、４００Ｖ以下とすることが紙粉捕獲量および散りかぶり画像の評価結果から好ましいことが分かる。
【００４２】
また、前記表１、２から、紙粉取りローラと感光ドラム間を離間させて、かつ交流重畳電圧を印加することが、単独のトナーに比べて寸法形状の大きい紙粉のみを選別的にジャンピングにより吸着することに対して有効であることが分かる。
【００４３】
紙粉取りローラに、このローラに対向する感光ドラム表面の正電位より高い正極性の電位を印加するということは、感光ドラム表面の正常な正帯電トナーは吸着せず、負帯電の紙粉のみ選別的に吸着除去しようとするために行われることであるが、感光ドラム表面にはさまざまな種類の電位を有するトナーが存在するので、前記間隙が小さいほど紙粉以外に正常なトナーでも帯電位の低いものが吸着されることも多くなる。前記実験例１と２から判明したことは、紙粉取りローラと感光ドラム間の距離（間隙）が大きくなると、紙粉取りローラに吸着される紙粉の比率が高くなることである。この意味では、前記間隙が０ｍｍと１ｍｍとで比較すると、紙粉捕獲量は間隙０ｍｍの場合の方が多いが、実際には間隙１ｍｍの場合の方が紙粉の比率が高く好ましいといえる。なお、表１、２に記載の紙粉捕獲総量とあるは実際には紙粉とトナーの混在したものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明にかかる正帯電非磁性一成分画像形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    トナー容器部
３    供給ローラ
４    現像ローラ
５    層厚規制部材（層厚規制ブレード）
６    感光体（感光ドラム）
１１  紙粉取りローラ
１２    トナー
１００  現像装置
２００  ドラムユニット
【図１】
2005300622.tif 000005